¿Las reacciones reversibles continúan indefinidamente? ¿Por qué?

Una reacción reversible procederá hasta el equilibrio, si la Energía de Activación no es tan alta que no puede continuar.

A medida que avanza en la fabricación de productos a partir de reactivos, los productos comienzan a experimentar la reacción inversa y se vuelven reactivos.

Al principio, la velocidad de esta reacción inversa es baja, debido a la baja concentración de productos. Como los reactivos se usan más rápido que los productos, su concentración disminuirá. La velocidad de la reacción directa disminuirá a medida que disminuya la concentración de reactivo.

Entonces, con la reacción hacia adelante disminuyendo y la reacción inversa acelerándose, eventualmente, la velocidad de la reacción hacia adelante y la velocidad de la reacción inversa se volverán iguales. En este punto, tan rápido como se fabrican los productos, los productos se utilizan y se vuelven reactivos. Al parecer, la reacción se detiene, ya que no hay más cambios macroscópicos. Sin embargo, ambas reacciones siguen ocurriendo, al mismo ritmo. La reacción está en un estado de equilibrio, también conocido como equilibrio dinámico.

El equilibrio se refiere al hecho de que ninguna de las concentraciones está cambiando; Se ha alcanzado un equilibrio. La palabra dinámica se refiere al hecho de que a nivel atómico / molecular, ambas reacciones todavía están ocurriendo. Los reactivos se están convirtiendo en productos. Los productos se están convirtiendo en reactivos a la misma velocidad.

Entonces puede ver que la respuesta a su pregunta es que sí, en el sentido de que las reacciones reversibles alcanzan un estado de equilibrio dinámico, continuarán indefinidamente, siempre que los reactivos y los productos estén presentes en las concentraciones de equilibrio. Usted pregunta por qué. Lo hacen, porque tanto la reacción directa como la reacción inversa pueden ocurrir en las condiciones. Si sabe algo sobre los cambios de energía, temperatura, entalpía y entropía libres de Gibb, esto le proporcionará una comprensión más profunda. Termodinámicamente, si la reacción es reversible de acuerdo con esas cosas, entonces puede alcanzar este estado de equilibrio dinámico como se describe. Se conduce en ambas direcciones para que se produzca el equilibrio.

La única excepción sería una reacción con una gran energía de activación que ni siquiera comienza a una temperatura particular. Entonces, si la reacción no comienza en absoluto, no alcanzará el equilibrio, incluso si en teoría es reversible.

Compare esto con una reacción como la combustión de gasolina. Irá hasta que todos los reactivos (o al menos el reactivo limitante) se agoten y se conviertan en productos. Los productos que son dióxido de carbono y vapor de agua no reaccionan espontáneamente para formar gasolina y oxígeno nuevamente. Si lo hicieran, podríamos haber encontrado una solución a la crisis energética mundial, el cambio climático y todo lo demás. 🙂

Esto depende de si observa la reacción a nivel macroscópico o microscópico. A nivel de las moléculas, las reacciones continúan yendo en ambas direcciones indefinidamente. Tan pronto como la concentración de los productos de una reacción aumenta ligeramente, aumenta la propensión de esos productos a conducir la reacción en la otra dirección. Lo que queremos decir con una reacción reversible que alcanza el equilibrio es que las tasas de las reacciones hacia adelante y hacia atrás son las mismas. A nivel macroscópico, en ese punto ya no podemos detectar un cambio en las concentraciones de reactivos o productos.